智能技术赋能课改与教研创新

慧聪教育网 2024-09-06 13:59 来源：中国教育新闻网

北京市第十三中学与中国教师研修网合作探索数字技术赋能教学方式创新。图为该校美术教师顾嘉琪带领高二年级学生一起研讨如何更好利用3Dmax软件绘制中国古建筑图像。殷梦竹 摄

党的二十届三中全会明确指出，“推进教育数字化，赋能学习型社会建设，加强终身教育保障。”以智能技术赋能课程建设、教学改革及教科研转型，是推进教育综合改革和教育数字化转型的重要内容，也是新时代培养全面发展的时代新人的需要。　

当前，人工智能、大数据、VR/AR等新技术日新月异，教与学的时空大大拓展。紧跟新时代、新技术的发展趋势，不断推进智能时代学校课程教学及教研变革，是提升课程整体育人与学科综合育人实效、提高课堂教学质量及促进教师专业成长的重要途径。

拓展智能时代

课程内容与形态

有专家研究指出，人工智能技术在教育领域的应用场景至少有9种：课程改革、微格教学、智能辅导、自适应学习、沉浸式学习、自动测评、课堂评价、数据决策和智能治理等。其中，课程是学校育人的重要载体，智能时代课程形态的变化，要从“面向人人”走向“适合人人”，进而“发展人人”。

虚实结合是新时代学校课程的基本形态。智能时代的学校课程设置，越来越体现出线上与线下融合的特点。课程的表现形态和载体不再只是教科书、练习册等。为此，学校需要拓展教学空间，提供更加丰富的、多元化的课程，以满足学生个性化的学习需求。传统的线下课程受到时间空间限制，是有限的，而虚拟空间的在线课程空间是无限的，可以支持学生无处不在地学习。通过手机、平板，学生可以在教室里学习，或者在校外考察中学习，也可以在其他非正式场合学习，还可以在日常生活中学习。学校应在了解学生个性化需求的前提下，开设在线课程，形成因人而异、各不相同的课程方案。

传统的线下课程实施方式是每节课40分钟、一天7至8节课，其中大部分课时用于知识传授。从长远来看，课程的知识教学部分将会逐步被人工智能取代，课程育人即课程促进学生能力和素养发展的功能，将以跨学科、综合性的课程教学形态呈现出来。

智能时代教师的工作形态也将发生变化，会更加强调学习任务的设计与开发、个性化学习指导、综合性学习活动组织等。部分知识传授的工作被人工智能取代后，育人的工作对教师而言更重要。未来的课堂教学形态可能是这样的：课前工作是智能备课、电子签到，课中开展针对性教学、在线教学、深度互动、实时记录、开放资源、个性化指导、过程监控、环境管理，课后会变成智能批阅、智能分析等。教师与人工智能实现人机结合、优势互补，工作效率将大幅提高。教师会将更多时间用于处理更高层次的问题，能显著提高教育体系的生产力。

在智能时代，数据将成为课程的核心要素，数据可以嵌入学生的学习、教学、评价及学校的教科研、管理、培训、服务等多个业务环节。数据也将成为课程、教学最重要的资产，教学过程既使用数据又生成数据。班级、实验室、课本和课程是最重要的数据平台，连接各种孤岛式的系统，在课程、教学、科研业务流程中形成无缝连接的数据流。

深化智能时代融合式教学改革

信息技术为教育教学方法创新提供了各种可能，通过教育数据挖掘和学习分析、深度学习等技术，能实时监测学习者的学习进度与状态，刻画知识图谱、能力图谱，为学习者提供全面、有效的智能诊断、资源推送和学习辅导等服务，支持差异化的“教”和个性化的“学”。

为此，学校应改造传统教学环境，为学生提供更加便利、智能、有效的融合式教学场景，以科技力量助力优质教育资源的均衡配置，采用在线授课、在线辅导等方式，随时帮助学生消化重点、难点、疑点问题。

融合式教学与MOOC（慕课）教学不同，更强调现场教学互动，包括不同学习者之间的远程互动，因此要做好学习小组建设，完善在线讨论机制和督课系统，全程跟踪反馈学生学习情况，课堂提醒、课堂问卷与课后反馈相结合，帮助学生养成良好的学习习惯。

推进信息技术与教育教学的深度融合，应采用多元学习方法，实施“主讲+助教”“答疑+督课”等模式开展教学活动。教师作为主讲人，承担课堂教学的主要任务，而人工智能（如智能机器人）则可以成为专业助教，负责答疑、督课以及对学生学习情况进行统计分析、跟踪反馈，为改进教学和开展个性化辅导提供参考依据。

在智能时代，我们可以通过智能技术采集学生学习过程中的多模态数据，应用各种模型进行分析，了解学生的学习状态、知识误区、认知能力、学习风格、注意力、情绪情感和学习轨迹等方面的情况，从而建立起注重过程评价和增值评价、注重学生发展核心素养培养的教育测量与评价体系。基于智能技术的发展性评估报告，可以支持学校实现因材施教，也可以为学生提供个性化、可视化的反馈信息，帮助学生做好学业规划。

推进智能时代教育科研转型

在学校里，适应一线教学需求的智能助教系统，可为教师提供全程助教支持，帮助教师完成查找资源、批改作业、在线答疑等辅助性工作，支持教师课堂教学，建立智能、快速、全面的教育分析系统，实现人机共教。

新的技术对推动教科研方式转变具有重要作用和积极意义。学校应以人工智能、大数据、区块链、5G等技术集成应用为引擎，加速形成数字教育创新发展的技术体系，加快数字教育势能释放。这也为中小学教科研带来很多新的研究课题，比如：如何构建覆盖全学科全链条课程资源的“空中课堂”；如何打造智能化、数据化、浸润式、虚拟化的融合课堂，促进线上线下教育融合发展；如何利用优质数字资源和网络构建不同形态、灵活、高效的学习共同体，实现自主学习、探究学习、协作学习等多种形式的智能化学习；等等。

传统教科研主要围绕物理空间——教室里的教学活动而展开，在智能时代，教研视域应转向虚实结合的三维空间，具体包括物理空间（数字化教室、各种终端设备及教育教学器具）、资源空间（整合集成了各种云端资源、学科工具和教科研资源）、社交空间（网络学习空间、虚拟学习社区、协作学习与协同工作平台、管理评价与服务平台）。

学校应搭建新技术背景下的校本教研平台，构建全时态、多场景、广覆盖的教育大数据资源库，聚焦学生学习监测、教育评估监测、学生体质健康监测、教育科研评估等主题，提供相应支持与服务；应推动各学段、各学科及各类教育信息系统深度整合，加强数字化资源的共建和共享；以教研组为单位建立组内资源库，同时通过技术手段实现各学科间的资源共享和联合教研、跨学科教研。

学校应创设沉浸式研究环境，通过语音识别、人脸识别、行为识别，以及脑机接口、可穿戴设备、虚拟仿真沉浸系统等手段，着力提升信息化科研的交互性、临场感、操作性，激发教师参与科研的积极性。

大数据技术支持教师将教科研的过程数据化、全息化，通过网络抓取、富媒体和感知技术，对教师特征数据、教科研心理数据、社会交互数据、教科研行为数据、教科研成果数据等进行多源数据采集和综合聚类分析，实现全息精准的教师画像。学校应在此基础上，强化应用场景智能关联，精准高效服务教研，对照教师个体画像，促进教师的专业发展；整合教师群体画像特点，开展循证管理；关联教科研资源，为教师推荐自适应式的资源。学校在推进教科研转型过程中，还要注重提高教师运用信息技术改进学生诊断与评价的能力，开展学生使用学习终端设施及学习行为的研究。

当前，人工智能作为最具革命性的前沿技术，呈现出群智开放、深度学习、智能探究等特征。我们应把握时代机遇，推进教育科研与现代科技深度融合发展，从而激发教育发展新活力，推动课程教学改革取得新成果。